电压暂降检测方法的分析与研究

随着现代科学技术的发展,基于微处理器芯片的各种敏感性用电设备得到了广泛应用,对供电系统的电压质量提出了更高的要求,几个周期的供电中断或电压暂降都将影响这些设备正常工作,并造成巨大的危害,电压暂降与中断引起了人们的广泛关注,成为了最重要的电能质量问题。对于可有效解决电压暂降问题的动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer, DVR)来说,实时、准确地检测出电压暂降的三大特征量(暂降幅值、持续时间和可能同时出现的相位跳变)是其工作的前提和关键问题之一。 本文对有效值计算法、缺损电压法、单相电压变换平均值法、基波分量法、瞬时电压dq变换法、p-q-r理论法、小波分析算法等电压暂降常用检测算法进行了比较分析,对其中部分算法进行了仿真研究,总结了各种算法的优缺点及适用范围。 本文给出了一种应用最新时频分析方法Hilbert-Huang变换(HHT)来分析电压暂降信号的方法。运用HHT变换从信号本身的尺度特征出发对信号进行分解的特点,对输入信号进行自适应的频带划分,可以从时频两方面同时对信号进行分析。对电压暂降信号进行EMD分解后求取其瞬时频率,可以得到电压暂降信号的发生和终止时刻;结合EMD分解和电压暂降信号的特点,给出了一种可以求取瞬时幅值和相角的计算方法。仿真结果表明HHT对电压暂降信号的检测取得了较好的检测效果。 针对目前动态电压恢复器中常用的dq变换检测法只适用于三相对称扰动的问题,本文提出了一种可用于三相不平衡电压暂降的检测方法。该方法首先对信号进行双dq变换和无时延的单相dq变换,变换后的量经由形态低通滤波器滤波后,分别求得电压基波正序、负序和零序分量,继而推导计算出各相电压暂降的幅值、持续时间和相位跳变角。仿真结果验证了该方法的正确性,分析结果表明这种方法具有很好的实时性,适合DVR实时检测的需要。